新课程改革中高中物理探究式实验

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  许多教师很少做实验,不愿花时间从事实验教学,实验只被作为收集数据,验证理论,应付考试的工具。学生实验形成了教师讲,学生做,教师示范,学生模仿的教学,学生成为被动的接受者,以至于学生很少提出问题。大多数学生重结果而轻过程,为了得到期望的结果,甚至修改实验数据。没有养成实事求是的科学态度,没有学会解决问题的科学方法,学生的主体地位远没有得到重视,学生缺乏主动探究的欲望和热情,忽视了实验对学生科学思维方法和创新能力的培养。
  课标指出高中物理课程应促进学生自主学习,让学生积极参与,乐于探究,勇于实验,勤于思考。通过多样的教学方式,帮助学生学习物理知识和技能,培养其科学探究能力,使其逐步形成科学态度和科学精神,因此,高中物理实验教学迫切需要改革。探究性实验由于其重视过程和方法,有利于提高学生发现问题、解决问题的能力,培养与他人合作的精神,养成实事求是的科学态度,有利于学生创新能力的提高和主体性的发挥。强调通过实验探究提高学生的科学素养,已成为当前实验教学改革的主要方向
  一、新课程改革前后高中物理实验教学的对比与分析
  1.《课标》加强了实验的教学,把实验与其他教学内容紧密结合在一起,而不再另外规定必做的学生实验。淡化了演示实验和学生实验的界限,既使是演示实验,也强调学生亲自动手做实验,体现了物理学是以实验为基础的特点。
  例如 “探究恒力做功与物体动能变化的关系”,“探究胡克定律”,“探究滑动摩擦力大小的规律”等实验都是直接融入课堂教学中,体现了实验教学是高中物理教学中极为重要的教学手段和过程。
  2.当前实验,教材对实验的原理、使用的器材等都做出了规定,实验多是为了验证物理规律,培养学生的动手能力。新课改后的物理实验,从内容、数量到形式都有较大的改革,把过去很多固定模式、统一装置、验证性的实验改为探究性实验。突出了科学探究的物理新课程理念。要求学生能对实验的结论进行预测,提出猜想与假设,自选器材设计实验。
  比如:“加速度与力、质量的关系”,在现行教材上是一个演示实验,由教师演示,学生观察,并且因为这个实验比较难做,会花费很多时间,所以很多教师不做此实验,新课标教材中 “探究加速度与力、质量的关系”,要求学生通过实验,探究加速度、力、质量三者的关系,强调让学生经历实验探究过程,理解牛顿第二定律是在实验基础上建立起来的重要规律,从中体会科学思想、科学方法,从而也加深了对定律的理解,能够很好地实现三维课程目标。
  3.以前演示实验多是为了引入概念,由教师演示,学生观察。新课改的演示实验,很多是随堂实验,比如体验静摩擦力实验、探索钢索牵拉作用的实验等,学生都有更多参与的机会,获得了丰富的感性认识。
  4.验证性实验体现探究性,如“验证机械能守恒定律”的实验,与以往教材的实验内容相似。但新课改要求改变了这类实验的呈现方式,引导学生以不同的思路和方法去设计,验证性实验同样也具有探究性,学生的心理活动不一样,得到的训练也不一样。所以在新课程的理念下,对于验证性实验的传统认识应该改变。
  5.新课程改革后加强了信息技术与物理实验的结合,加强信息技术与物理实验教学的整合也是物理实验教学改革的一个方向。新课程提倡广泛引入信息技术,用传感器采集数据,解决了一些疑难的物理实验问题,使一些实验更容易观察,同时让学生用计算机处理和分析实验数据等,这些都有助于提高学生的信息素养。
  二、课程改革下高中物理探究式实验教学要注意的一些问题的思考
  “探究性教学”是新课程改革中的热点、亮点和难点,是贯彻落实三位一体课程目标的重要环节。作为一种开放的、强调过程的教学方式,探究性教学注重让学生在事物与其他事物联系的基础上去了解事物。要提高课堂教学的有效性就要培养学生的物理实验创新意识和创新精神,而它的前提条件,就是要培养学生的主体意识和自主精神,而传统的实验教学方式无法很好地完成这样一个使命。物理教师就有必要改变传统的实验教学模式为探究性实验教学模式来提高課堂教学的有效性。是在科学探究的理念指导下,让学生亲身经历对未知结论的探索过程,使学生获得物理实验研究方法的训练,初步形成科学态度,提高学生分析问题、解决问题的能力。
  1.正确处理接受性学习和探究式学习的关系:物理学科课时较少,教学任务难以完成,探究性教学需要足够的时间;教师可以让学生充分利用课前时间做好预习,然后根据学生的实际水平,给学生合理分组,加强教师的指导。同时提倡合作学习,加强学生之间的合作与交流,给学有困难的学生以必要的、有效的指导,以便每组学生能顺利完成探究并充分利用信息技术提高实验效果和提高实验数据的处理速度。
  2.鼓励学生充分利用课余时间做好课外小实验、小制作,调动学生的兴趣和积极性。各种物理实验,从某种意义上说,都是一种特殊的、直观的实践。
  3.将验证性实验与探究式实验相结合,提高课堂教学的效率的策略。例如现行教材在讲解“力的合成”一节时用勾码和橡皮筋做实验,但是用橡皮筋的重量来代替力只能表示一些特殊的力,只能用勾股定理来探究力的合成。我们可以将书后的验证实验用来做新课教学的实验来探究力的合成遵循平行四边形定则。因为用橡皮筋来表示效果,用弹簧来测力,既具有明显的效果又具有普遍性,因而更具有说服力。
  4.合理运用多媒体技术,优化实验教学的策略;利用多媒体技术,要充分利用它的优势:利用多媒体技术的放大、暂停、循环播放等功能,突破实验的重点和难点;通过预置的规范操作,取代或辅助教师的口头叙述,更直观地讲解实验步骤,利用其交互性好,发挥学生的主体作用,用形式直观的效果,增强学生的记忆。
  5.教师要适时、适量地改进实验课的教学组织形式,创设一些开放型的探究式实验。瑞士教育家、心理学家皮亚杰谈到物理实验教学时深有感触:“要给学生更多的活动和尝试的机会,在证明或否定他们自己所说的为一基本现象所立的假设的装置活动中,让学生自发地进行探索。”“一个不是由操作者本人完全自由主动地进行的实验,就算不上是实验。”在实验中教师应适当地引导和帮助学生树立自主实验的信心,指出学生在实验中操作上或思维上的“闪光点”。对于实验过程中出现的异常现象,要激励学生进一步探索、分析原因,从中有所发现。
  总之,为适应时代和学生发展的需要,物理教师要努力提高自身素质,提高物理实验教学的质量和效果,以学生为主老师为辅,进而转变物理教学模式, 用科学探究思想指导物理实验教学改革,充分发挥物理实验的科学探究功能,培养学生创新精神和实践能力,促进学生科学素养的全面提高。
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